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«Optimización aleatoria en variables complejas y tomografía de estados puros»

David Azócar

Encargado de Comunicaciones Instituto Milenio de Óptica MIRO

Físicos chilenos crean método de consecuencias insospechadas

El estudio fue publicado en la  última edición de la revista internacional Scientific Reports y es liderado por investigadores del Instituto Milenio de Óptica (MIRO).

La propuesta científica permite encontrar la mejor solución de un problema usando una fracción de los recursos empleados por métodos similares. La base del hallazgo son los números complejos y el azar.

“Nuestro método posee la característica de ser muy versátil en sus eventuales aplicaciones, pero hay tres posibles de ellas que quiero destacar”, así lo explica Aldo Delgado, académico de la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad de Concepción y Director de MIRO.

Tres grandes caminos

Medir con alta precisión puede ser un dolor de cabeza incluso para las máquinas más avanzadas, no obstante este proyecto podría sentar las bases para avanzar en al menos tres problemáticas “1. La física cuántica, ayudando a predecir su futuro”; 2. “Las ciencias de imágenes, donde podríamos conseguir tomas de altísima resolución y aplicaciones en la medicina”; y finalmente, 3. En el campo de la inteligencia artificial, donde se podría iniciar el perfeccionamiento en los métodos de entrenamiento de redes neuronales”, explica el Doctor Delgado.

El trabajo científico, de carácter teórico, busca permitir que múltiples mediciones se adapten progresivamente hasta llegar a una precisión comparable con la mejor precisión permitida por las Leyes de la Mecánica Cuántica, permitiendo de paso, un significativo ahorro de recursos si se lo compara con los cálculos realizados con computadores tradicionales.

Cómo lo logramos

La propuesta se basa en los llamados números complejos o imaginarios. “Estos son soluciones de ecuaciones que los números reales, aquellos que usamos en la vida cotidiana, no logran satisfacer. Curiosamente, los números complejos forman parte de los fundamentos esenciales de la Mecánica Cuántica, que es nuestra área de trabajo”, complementa el Doctor Delgado.

Para lograr lo anterior se utilizaron sistemas teóricos como el Cálculo de Wirtinger y el Cálculo Estocástico, así como simulaciones computacionales. Este trabajo significó más de cinco años en su desarrollo, debido a la alta complejidad de las demostraciones matemáticas.

Lo que viene

El equipo de científico del Instituto Milenio de Óptica MIRO ya está trabajando en los próximos pasos de la investigación. “Intentaremos llegar a los límite que la Mecánica Cuántica impone, en lo referente a precisión de mediciones; sólo el tiempo nos dirá si lo lograremos”, concluye el académico.

En el artículo científico (‘paper’) también participaron otros investigadores de la Universidad de Concepción, entre los que se cuentan los estudiantes de posgrado en física Marco Rivera y Aníbal Utreras y Sebastián Niklitschek, Ingeniero Matemático y académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Concepción, quienes realizaron la demostración de los teoremas.

El artículo se publicó hoy bajo el título “Stochastic optimization on complex variables and pure-state quantum tomography”, en español «Optimización aleatoria en variables complejas y tomografía de estados puros”.

Artículo completo en:  https://www.nature.com/articles/s41598-019-52289-0

[1] http://www.iniciativamilenio.cl/en/miro-2/

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3 Comentarios en «Optimización aleatoria en variables complejas y tomografía de estados puros»

  1. Que bueno que nuestro «Chilito» destaque en algo, bien por nuestros Astrónomos.
    Gracias por informarnos y educarnos.

  2. Un inmenso aporte a la ciencia, sin dudas, ahora mas importante resulta que publicaciones como esta, sean parte del interés de comunicar de nuestra permanente requerida y leída ventana ciudadana
    Felicitaciones.

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